【文章內(nèi)容簡介】 井深m地層壓力預(yù)測系數(shù)設(shè)計鉆井液密度g/cm30500100015002000250030003200340035003600370038007 鉆進參數(shù)設(shè)計 鉆頭選型設(shè)計：從地質(zhì)部門提供的地層柱狀剖面圖上找出設(shè)計所鉆各地層的沉積年代，巖性描述，地層液體等作為鉆頭選型的主要依據(jù)。地層條件包括地層類型、硬度、巖性和層位厚度。另外巖石力學(xué)部門對所鉆巖石機械性能室內(nèi)測定給出的硬度、塑性、研磨性和可鉆性等數(shù)據(jù)確定鉆頭類型。、工作原理、適應(yīng)性有充分的了解，這是合理選擇鉆頭的重要環(huán)節(jié)。、評價，作為鉆頭選型的比較標準，這是合理選擇和使用好鉆頭的重要步驟。 由于缺乏鉆頭選型所需的巖石力學(xué)等資料，因此鄰井地層巖性是最重要的鉆頭選型資料，參照《鉆井工程設(shè)計》表2812～28161鉆頭選型與地層巖性特性的對應(yīng)關(guān)系，再結(jié)合相似區(qū)塊的已鉆井鉆頭使用資料評選出該井的鉆頭。下導(dǎo)管井段（0～55m）：FJT4171（井段：0～55m）。一開（55～655m）：FJT517G1（井段：55～655m）。二開（655～3755m）：GP19455EX1（井段：655～2055m）；GP19455EX1（井段：2055～3000m）；G5361（井段：3000～3755m）。 機械破巖參數(shù)設(shè)計 鉆壓、轉(zhuǎn)速確定的一般原則鉆壓、轉(zhuǎn)速的選擇取決于所鉆地層巖性，鉆頭自身的力學(xué)機械特性，下部鉆具組合。鉆壓（W）、轉(zhuǎn)速（n）選擇的原則：、高轉(zhuǎn)速；、深部地層采用高鉆壓、低轉(zhuǎn)速；～，對不同類型、范圍的鉆頭廠家均有推薦值。、PDC、TSP鉆頭鉆壓、轉(zhuǎn)速選擇按廠家推薦值。，均可以采用高轉(zhuǎn)速。 采用最優(yōu)關(guān)系方程確定W，n根據(jù)Amoco鉆速方程，牙齒（軸承）磨損方程，鉆進目標函數(shù)，由最優(yōu)化公式計算數(shù)學(xué)方法可求得機械破碎參數(shù)的最優(yōu)關(guān)系曲線方程。對于軟地層： 下導(dǎo)管井段（井段：0～55m）：根據(jù)江鉆鉆頭使用手冊，取一開（井段：55～655m）：取二開（井段：655～3755m）：GP19455EX ：G536：設(shè)計結(jié)果見表機械破碎參數(shù)鉆頭序號鉆頭尺寸mm類型鉆進井段m 地層鉆壓kN轉(zhuǎn)速r/min純鉆h 進尺m機械鉆速m/h0FJT4170～55A151602551FJT517G55～655A～C1247020600302GP19455EX655～2055C～F360～80150+n馬達401400353GP19455EX2055～3000F3～F2K60～80150+n馬達409454G5363000～3750F2K～QJ80120+n馬達40755 水力參數(shù)設(shè)計水力參數(shù)對鉆速有著重要的影響。其主要表現(xiàn)在水力破巖作用、水力清巖作用。射流與鉆頭的五個水力參數(shù)為：射流噴速、射流沖擊力、射流水功率、鉆頭水功率和鉆頭壓降。由于和實質(zhì)上是一個參數(shù)，所以在本設(shè)計中只計算不計算[3]。本設(shè)計主要設(shè)計數(shù)據(jù)如下：第一次開鉆（0~655m）設(shè)計數(shù)據(jù)：1，F(xiàn)JT517G井深：，。1）確定流量：；由F1300泵水功率特性，選套缸。鉆井采用雙泵。鉆井液流變參數(shù)：。2）計算循環(huán)壓耗：鉆桿內(nèi)流速：；鉆桿外流速：；鉆鋌內(nèi)流速：；鉆鋌外環(huán)空流速：；；；；；，；，，故環(huán)空壓耗：3）計算鉆頭壓降：4）計算當量噴嘴當量直徑：5）計算噴嘴組合：采用三不等徑組合，選?。?。計算功能參數(shù)：；；；；第二次開鉆（655~3755m）鉆頭序號：2，GP19455EX設(shè)計數(shù)據(jù)：，。設(shè)計方法和步驟同前。設(shè)計結(jié)果見表。鉆頭序號：2，GP19455EX設(shè)計數(shù)據(jù)：，。設(shè)計方法和步驟同前。設(shè)計結(jié)果見表。鉆頭序號：3，GP19455EX設(shè)計數(shù)據(jù)：，。設(shè)計方法和步驟同前。設(shè)計結(jié)果見表。鉆頭序號：4，G536設(shè)計數(shù)據(jù)：，。設(shè)計方法和步驟同前。設(shè)計結(jié)果見表。水力參數(shù)設(shè)計鉆頭序號鉆頭直徑mm井段m噴嘴直徑mm立管壓力MPa流量L/S鉆頭壓降MPa鉆頭水功率kw鉆頭比水功率W/mm2射流沖擊力KN噴射速度m/sJ1J2J310~6555351752655~947530103947~20552569532055~3000043715943000~375503951598 油氣井壓力控制油氣井壓力控制按照《鉆井井控技術(shù)規(guī)程》（SY/T64262005）、《天然氣井工程安全技術(shù)規(guī)范》（Q/）執(zhí)行。鉆井井口裝置、井控管匯的配套與安裝應(yīng)當嚴格按照行業(yè)標準《鉆井井控裝置組合配套安裝調(diào)試與維護》(SY/T59642006)的規(guī)定要求執(zhí)行。 一開井口裝置第一次開鉆（一開）時由于鉆達地層較淺，只有幾百米，所以不要求安裝井口防噴裝置，井口裝置簡單。 二開井口裝置由于所設(shè)計的井是勘探油氣井，因此井控裝置的要求較高。第二次開鉆（二開）時，安裝一個雙閘板防噴器、一個單閘板防噴器和一個環(huán)形防噴器及安全的壓井和節(jié)流管匯。 井控管匯 二開的井控管匯應(yīng)滿足要求，以免出現(xiàn)異常情況時能夠很好地實施井控，保證鉆井的安全，防止造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。 井控裝置和套管試壓（1）全套井控裝置應(yīng)在井控車間用清水按規(guī)定試壓合格后才能送往井場應(yīng)用，在井場上安裝好后按表的參數(shù)試壓。試壓參數(shù)表開鉆次數(shù)井控裝置和套管型號試壓要求介質(zhì)壓力MPa時間min允許壓降MPa二開環(huán)型防噴器FH2835清水1030≤雙閘板防噴器2FZ2835清水1030≤節(jié)流管匯JGS1Y135清水1030≤壓井管匯YG35清水1030≤套管J55清水1030≤N80清水3530≤注： (1) ， 。（2）各開次井控裝置試壓與套管試壓同時進行。（3）放噴管線按10MPa試壓；穩(wěn)壓時間為30min。（4）鉆開油氣層前、更換井控裝置零部件后以及氣層鉆進中每月應(yīng)采用堵塞器或試壓塞參照上述有關(guān)要求及條件對井口裝置試壓。 井控設(shè)備的安裝要求（1）防噴器必須安裝平正，并用鋼絲繩四角繃緊。（2）液控管匯安裝整齊，車輛跨越處應(yīng)安過橋蓋板，遠控臺及儲能器安裝在距井口左前方25m以上的專用活動房內(nèi)，距放噴管線或壓井管線應(yīng)有2m以上距離，并在周圍留有寬度不少于2m的人行通道。遠控臺的電源線、氣源線要單獨連接。儲能器瓶的壓力要始終保持在工作壓力范圍內(nèi)。（3）具有手動鎖緊機構(gòu)的所有閘板防噴器應(yīng)安裝手動操作桿，靠手輪端應(yīng)支撐牢固，中心線與鎖緊軸之間的夾角不大于30176。，并掛牌標明開關(guān)方向和圈數(shù)，手動操作桿手輪下方應(yīng)安裝操作臺。（4）防噴管線和放噴管線應(yīng)采用專用管材。（5）放噴管線的安裝和固定應(yīng)符合《鉆井井控規(guī)定實施細則》的要求；放噴管線接出井口75m以上的安全地帶，距各種設(shè)施不小于50m，放噴管線出口處具備點火條件，至少在一個主放噴口修建燃燒池。（6）在進入氣層前配備齊全其它鉆具內(nèi)防噴工具，鉆井液處理裝置，并按要求安裝好井控監(jiān)測的儀器、儀表。 中途測試井控要求中途測試與測井前必須進行通井，保證測試工具和測井工具的順利下入。①起、下測試工具前，檢查提升系統(tǒng)、指重表、記錄儀等，確保測試順利進行和準確記錄。②按要求準備好足夠數(shù)量、質(zhì)量合格的鉆井液。③下鉆過程中，由專人記錄返出情況，每5柱記錄1次，并核對與應(yīng)返出量是否一致，發(fā)現(xiàn)異常立即匯報。④按設(shè)計連接好地面測試控制管線及裝置，仔細檢查油、氣、水分離器及計量儀器，要求地面系統(tǒng)符合設(shè)計要求、井內(nèi)無異常，才能進行座封。⑤座封前，試關(guān)半封和環(huán)形防噴器一次，作好反灌鉆井液的準備工作，并試灌一次。⑥座封開井后，密切觀察環(huán)空液面，若液面下降，立即向環(huán)空反灌鉆井液，并關(guān)井、解封，準備重新座封。⑦開井后若有天然氣噴出，則應(yīng)立即點火燃燒；若發(fā)現(xiàn)噴出的流體內(nèi)含有硫化氫，而管柱或地面系統(tǒng)又不抗硫，且又無相應(yīng)防護工藝措施時，應(yīng)立即關(guān)井、壓井、解封起鉆。⑧測試完畢后,若鉆具內(nèi)液體排空,應(yīng)打開循環(huán)閥進行壓井作業(yè)，待井壓穩(wěn)后才能起鉆。⑨起測試管串時，控制上提速度，并及時定量灌入鉆井液，避免抽噴。 測井井控要求（1）測井對井口設(shè)備的要求井口有剪切電纜設(shè)備，一旦井口失控可以快速剪斷測井電纜，達到立即封井。（2）測井井控預(yù)防措施 ①測井施工小隊必須嚴格按測井操作規(guī)程精心組織施工，如果測井作業(yè)超過規(guī)定時間，井隊必須通井循環(huán)鉆井液。如果井內(nèi)復(fù)雜，測井儀器在井內(nèi)遇阻卡嚴重時，必須要求井隊通井循環(huán)鉆井液。②在測井過程中，井隊和測井隊派專人井口值班，負責(zé)檢查和觀察測井設(shè)備的運行情況，注意井內(nèi)鉆井液情況，一旦發(fā)現(xiàn)井口鉆井液出現(xiàn)溢流，立即通知井隊和測井小隊長。③井口一旦發(fā)現(xiàn)輕微的鉆井液溢流時，測井隊在小隊長的組織下，安全、快速將儀器取出井口（同時立即向井隊通報），以便井隊立即采取措施壓井。（3）井口失控應(yīng)急要求在測井過程中，如果萬一發(fā)生井口失控，立即將測井絞車停車熄火，控制一切火源，在現(xiàn)場的統(tǒng)一指揮下用井口設(shè)備剪斷測井電纜或射孔電纜，立即開關(guān)井口。 油氣井控制的主要措施（1）開鉆前必須向全隊職工、鉆井現(xiàn)場的所有工作人員進行地質(zhì)、工程、鉆井液和井控裝備等方面的技術(shù)措施交底，并提出具體要求。（2）嚴格執(zhí)行井控工作九項管理制度，落實溢流監(jiān)測崗位、關(guān)井操作崗位和鉆井隊干部24h值班制度，井控準備工作及應(yīng)急預(yù)案必須經(jīng)驗收合格后，方可鉆開油氣層。（3）各種井控裝備及其它專用工具、消防器材、防爆電路系統(tǒng)配備齊全、運轉(zhuǎn)正常。（4）進入氣層前50～100m對上部裸眼段進行承壓試驗無井漏后并將鉆井液密度逐步調(diào)整至設(shè)計要求值；每次起鉆前必須活動方鉆桿旋塞一次，每次起鉆完檢查活動閘板封井器一次，半月活動檢查環(huán)型封井器一次，以保證其正?？煽?。（5）氣層鉆進中，必須在近鉆頭位置安裝鉆具止回閥；接止回閥下鉆每下20～30柱鉆具灌滿鉆井液；鉆臺上配備與鉆具尺寸相符的鉆具止回閥，并配有搶裝止回閥工具；在大門坡道上準備一根防噴單根（鉆桿下部有與鉆鋌扣相符的配合接頭）。（6）必須按班組進行各種工況的防噴演習(xí)，并達到規(guī)定要求。（7）嚴格落實坐崗制度，無論鉆進還是起下鉆，或其它輔助作業(yè)，鉆井班都必須落實專人24h坐崗觀察鉆井液池液面變化和鉆井液出口情況，地質(zhì)錄井人員除了在儀表上觀察外，必須對鉆井液池液面變化和鉆井液出口進行定時觀察，定時測量進出口鉆井液性能；兩個崗都必須作好真實準確記錄；值班干部必須對上述兩個崗位工作情況進行定時和不定時檢查，并當班簽認。（8）鉆進中遇到鉆速突然加快、放空、井漏、氣測及油氣水顯示異常等情況，應(yīng)立即停鉆觀察。如發(fā)生溢流要按規(guī)定及時發(fā)出報警信號，并按正確的關(guān)井程序及時關(guān)井，關(guān)井求壓后迅速實施壓井作業(yè)（并同時上報有關(guān)部門），待井內(nèi)平穩(wěn)后才恢復(fù)鉆進。（9）關(guān)井壓力不得超過井口裝置的工作壓力、套管抗內(nèi)壓強度的80%（或按套管試壓值）和地層破裂壓力三者中的最小值。（10）加強井場所有運行設(shè)備的檢查和保養(yǎng)，確保設(shè)備正常運行。起鉆前必須在井底充分循環(huán)（一周半以上），正常后方可進行起鉆作業(yè)。（11）進入主要氣層后每次起鉆前堅持短起下鉆檢查油氣侵和溢流，嚴格控制起下鉆速度，起鉆必須按規(guī)定灌滿鉆井液。地質(zhì)錄井隊人員和鉆臺坐崗人員必須依次記錄灌入量，并核對與起出鉆具體積是否相符，同時要觀察灌鉆井液的間隙中出口管是否斷流等情況。9 各次開鉆或分井段施工重點要求及注意事項 一開鉆進重點要求及注意事項 ，井段：55～655m。（1）地表為淡水層系，為防污染地表水，要求配漿開鉆，土粉水化時間大于24h，粘度滴流～80s。該地層主要為泥巖和砂巖，且白堊系斜層理十分發(fā)育，要做好防斜和防漏失。（2），要求上扣到位。（3）套管緊好扣，下入井內(nèi)，套管一定要與轉(zhuǎn)盤找正，保證居中，并用水泥固好，以利于以后鉆進和安裝井口。（4）防止井口竄漿：使用高粘切鉆井液，控制好排量，固好防溢管。（5）計算好套管切割位置，保證以后各開次井口的順利安裝。（6）套管頭托盤下部要墊平并用水泥固好。 二開鉆進重點要求及注意事項，井段：655～3750m。本段會鉆穿儲層，根據(jù)鄰井資料可能出現(xiàn)較大漏失層和易塌層，造成井下事故。因此，重點是做好防噴、防漏、防塌和儲層保護工作。（1）優(yōu)選和使用好鉆頭。二開全部選用高效PDC鉆頭，每起出一只鉆頭，必須認真分析，優(yōu)選出適合該地層鉆進的鉆頭型號，確定合理的鉆井參數(shù)和鉆頭使用時間，防止鉆頭事故的發(fā)生。（2）本井段使用小鉆具鉆進，應(yīng)做好入井鉆具的檢查，堅持定期鉆具探傷、鉆具倒換和錯扣檢查，防止鉆具事故發(fā)生。（3）本井